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关键词： 低轨卫星通讯   K频带   Ka频带   电感   变压器   差动变压器  

摘要： 本论文使用台积电180奈米CMOS制程元件设计与实现九颗螺旋结构及圈数不同的电感及使用台积电90奈米CMOS制程元件设计与实现单端至差动(及单端至单端)变压器以作为在K/Ka频带低轨卫星通讯的CMOS电感器及变压器之应用。本论文研究主题分成两个部分：第一部分是在第二章节分析三种不同宽度的电感，利用螺旋结构圈数的不同，使之能应用於19、28、60GHz电路设计当中。19GHz、28GHz、60GHz各以3.5圈3um、2.5圈4um、1.5圈5um的规格为基准，再个别调整圈数，观察频率的变化，共有9个螺旋结构电感。透过增加电感螺旋圈数，长度增加影响电感值与电阻值，使电感能在相同内径的情况下以增加圈数的条件将中心频率调至低频与高频。第二部分是在第三章节与第四章节分析应用於K/Ka频带低轨卫星通讯的变压器，为在K/Ka频带低轨卫星通讯的CMOS变压器应用所需之单端至差动以及单端至单端变压器之典型布局。其一主线圈为(近乎对称之)差动结构，次线圈为(近乎对称之)单端结构。其二主、次线圈皆为(近乎对称之) 单端结构。

关键词： 隧道火灾   相向射流   排烟功率   吸穿现象   数值模拟  

摘要： 采用PyroSim数值模拟方法系统研究不同排烟功率对相向射流条件下顶部集中排烟系统吸穿现象的作用机理。深入分析了排烟效率提升对隧道内烟气层厚度、温度分布以及气流速度的变化规律。研究确定了对于不同火源热释放率下吸穿现象发生的临界排烟效率，给出相向射流条件下集中排烟发生吸穿现象的临界Froude数和预防吸穿现象发生的临界排烟速率系数。研究结果表明：随排烟功率增加，远离火源的排烟口R3率先发生吸穿现象，继而排烟口R2也发生吸穿，而R1未受影响，火源热释放率的增大导致发生吸穿现象的临界排烟功率相应增大。适度提升排烟功率可以提升排烟效果，但排烟功率超过特定临界值将发生吸穿现象，使排烟效率降低。在20、30、50 MW火源热释放率下，临界排烟功率分别为80、100、150 m3/s,最佳排烟功率分别为50、70、110 m3/s。同时，确定了发生吸穿的临界Froude值为35,临界排烟速率系数为0.8。研究结果为优化排烟系统设计、提升效率和节能提供理论依据。

关键词： Capacitors   Silicon carbide   MOSFET   Logic gates   Discrete cosine transforms   Threshold voltage   Gate drivers   Optical switches   Equivalent circuits   Clamps   Active clamping   medium voltage   power devices   series-connection   SiC MOSFETs  

摘要： This paper proposes a control method for balancing the voltages of series-connected SiC MOSFETs based on active clamping and comparison circuitry. Each SiC MOSFET is paired with an active clamping module (ACM), which comprises an auxiliary switch and a capacitor. Equal voltage distribution across the SiC MOSFETs is achieved by maintaining balance among the voltages of the ACM capacitors. This voltage balance is achieved through a local comparison circuit with the threshold set at the blocking voltage of the SiC MOSFET in its OFF state. When the ACM capacitor voltage exceeds this threshold, the auxiliary switch is triggered on during the dead time, and the excess energy of this capacitor is recycled back to the DC bus. The proposed adaptive balancing process maintains all ACM capacitor voltages at the threshold without requiring system-level coordination or communication between ACMs, thus simplifying the control circuits. The method does not affect the SiC MOSFETs' switching speed and enables zero-voltage switching on for the auxiliary switches. Comprehensive operating principles and key parameter designs are provided for both DC transformer (DCT) and Voltage Source Converter (VSC) applications. A high-voltage power module, incorporating six SiC MOSFETs in series, was constructed to demonstrate the effectiveness of the proposed approach. Tests on a DCT and a VSC incorporating this high-power module validated the efficacy of the proposed voltage balancing method.

关键词： 多泵多马达   神经网络功率预测模型   动态规划算法   改进自适应遗传算法   全局功率匹配  

摘要： 针对“多泵-多马达”液压系统运行过程中因功率匹配而导致的低效率问题，提出一种基于反向传播(BP)神经网络算法、动态规划算法(DP)与改进自适应遗传算法(IAGA)的智能优化协同方法，以实现系统全局功率匹配和节能目标。针对遗传算法寻优效率低、无法对离散变量进行优化的问题，在前人提出的遗传算法优化输出的最佳发动机转速和液压泵排量进行功率匹配的基础上，采用在多泵输油系统节能中应用广泛的动态规划算法，近一步对马达的投入排量、马达和发动机投入数量进行优化。利用具有较强非线性映射能力和高拟合精度的BP神经网络算法建立泵和马达效率模型以及发动机燃油消耗模型，采用动态规划算法确定当前工况下马达和发动机最优投入数量，确定变量泵和变量马达的高效排量范围。利用改进自适应遗传算法搜索当前工况下泵和马达最佳排量组合，并通过提高功率传递路径上各元件的效率，实现全局效率最高。最后，通过在具有“多泵-多马达”液压系统的工程车辆进行实车油耗测试验，以验证该方案的可行性。结果表明：新方案与原控制方案相比，马达和泵的效率提升明显，具有较好的节油效果。

关键词： 双开关反激   高频变压器   漏感   分布电容  

摘要： 在高频场合下，变压器自身的漏感与分布电容在工作中引起谐振与电流尖峰等，会对变换器中元件带来损伤并影响工作稳定性。研究不同原边绕组结构与布局对漏感、分布电容的影响，并进行仿真及实验对比。给出包含漏感及分布电容的变压器等效模型并分析变换器的工作过程，确定漏感及分布电容对变换器性能的影响；从变压器绕组结构与布局的角度，对漏感与分布电容进行分析；基于Ansys仿真软件对变压器进行仿真，并搭建一个双开关反激变换器样机，在此平台上进行波形及效率对比，验证了理论分析的正确性及所提出绕组结构布局方法的可行性。

关键词： GaN HEMT   BUC   功率合成   卫星通信  

摘要： 文章介绍了一种基于GaN HEMT功率半导体器件的C波段1 000 W BUC高线性功率放大器研制，该功率放大器采用8路GaN HEMT功率半导体器件，通过波导功率合成技术和模拟预失真技术相结合的方式，实现连续波输出功率高达1 000 W，三阶互调线性指标达到-25 dBc@输出功率56 dBm，且内含上变频器，其可用于卫星地面测控系统、卫星广播电视和卫星通信系统中，可替代传统的分立式上变频器和电真空高功率放大器。该功率放大器具有高集成度、高稳定性和高可靠性等特点，并嵌入完善的监控保护功能和友好的人机交互界面，可面向系统工程化应用。

关键词： 延边三角形移相   整流变压器   电压比试验   方法分析  

摘要： 本文作者利用绕组电气接线原理图、电势相量图、电压比试验时的绕组电势分布图和磁路分布规律，通过对±α°移相角延边三角形移相整流变压器的电压比试验电路的分析，介绍了根据变压器高、低压线端电压计算电压比值的计算方法和电压比试验方法，及几种常用移相整流变压器组的组合应用。

关键词： Cryogenic electronics   gate driver   IGBT   MOSFET   cryogenic propulsion   Cryogenic electronics   gate driver   IGBT   MOSFET   cryogenic propulsion  

摘要： To tackle emissions from the aviation industry and make it sustainable, research has been targeting electrifying aircraft. For this aim, articles have been focusing on how to replace regular jet engines with liquid hydrogen as fuel. This would be beneficial as hydrogen is expected to play a dual role, providing fuel for fuel cells to propel the aircraft electrically and to supply cooling to enable high-power density technologies such as superconducting machines and cryogenic power electronics circuits. However, using higher power density, especially cryogenic power electronics, can be challenging. This article investigates cryogenic power electronics for use on all-electric aircraft across different aspects, where it lays out how to integrate power electronics at cryogenic temperature into the architecture of the all-electric aircraft, how to use them with hydrogen fuel cells, and the voltage levels of the system. It reviews different semiconductor device technologies, circuit topologies, and passive devices to be used in power electronics circuitry, as well as logic circuits that are suitable for use at cryogenic temperatures. In addition, the article discusses the challenges of using semiconductor devices at such low temperatures, including the reliability, overall cooling, and recycling of hydrogen.

关键词： 就地热再生   沥青路面   功率控制  

摘要： 为改善热风加热机在加热沥青路面时，风机组件因循环风温度过高导致元器件受损的问题，借助Fluent软件建立仿真模型模拟机组加热沥青路面的作业过程，同时对加热机原有功率控制策略进行优化，并与现场试验数据进行对比，验证模型的正确性。研究结果表明：机组采用优化后的功率控制策略不仅能够保证路面加热质量，还可以在满足施工标准的条件下，使风机组件处的循环风温度得到有效改善。

关键词： Silicon carbide   Logic gates   Electric fields   Transistors   Power dissipation   MOSFET   High-voltage techniques   Thermal conductivity   Temperature   Rendering (computer graphics)   SiC   QVDMOSFET   single-event effect   SEB hardening  

摘要： In this work, the single-event burnout (SEB) performance and reasons of the proposed 900V SiC quasi-vertical double diffusion MOSFET with deepened drain (T-QVDMOSFET) are analyzed from the spatial distribution of physical quantities such as power density, lattice temperature and total current density by 2-D numerical simulation, and a SEB-hardened structure (TB-QVDMOSFET) with buried oxygen layer (BOX) and heavily doped N-type current expansion layer (CSL) inside the device is proposed. Simulation results indicate that when heavy-ion with linear energy transfer (LET) of 0.5pC/ mu m strikes the device, the primary cause of SEB in the SiC T-QVDMOSFET is the high transient current density and electric field at the trench gate corner. This phenomenon leads to increased power dissipation, resulting in excessive temperatures that ultimately cause thermal failure. The BOX and a heavily doped N-type CSL added in the SEB-hardened structure change the current flow path, and the transient current concentrated in the region is dispersed. This modification reduces the high current density and power dissipation at the trench corner, thereby significantly enhancing the device's resistance to SEB. Compared to the original device, the SEB threshold voltage is increased from 270V to 478V, marking a 77% improvement.